【正文】 活方式。其二，牽動一大批產(chǎn)業(yè)。其三，開拓一個嶄新的市場。據(jù)了解，全國共有170多種電動窗簾器獲得了國家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要500塊。紅外遙控窗簾產(chǎn)品已開始走進中國的家庭。如果單片機控制的紅外窗簾控制器的銷售占市場的5%左右，就可實現(xiàn)年產(chǎn)值上億元。遙控窗簾系統(tǒng)作為智能家居中一個很重要的部分，需要在我國智能家居這一領(lǐng)域，建立起一個具有中國特色的新興、健康的產(chǎn)業(yè)鏈，讓自動窗簾系統(tǒng)在我國并不是遠在天邊，而是近在眼前。（2）采用紅外遙控方式，控制靈活方便，不會干擾其它電器的正常工作，也不會影響鄰近的無線設(shè)備。 2 單片機的介紹為了使紅外窗簾控制器在實際使用過程中方便快捷，能夠發(fā)揮較高的性能，為此在該系統(tǒng)上配備了液晶顯示模塊使操作具有可見性。 單片機的特點（1）采用面向控制的指令系統(tǒng)。引腳處于何種功能，可由指令來設(shè)置或由機器狀態(tài)來區(qū)分。（5）面向控制，能有針對性的解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價格比。不過，這種電腦通常是指個人計算機，簡稱PC機?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 單片機AT89C52的結(jié)構(gòu)原理AT89C52實物圖如圖1所示。 h 全靜態(tài)操作：0Hz～24MHz。 h 兩個16位定時器/計數(shù)器。(3) AT89C52各引腳功能 AT89C52單片機引腳圖如圖3所示。 （2）外接晶振引腳:a) XTAL1(19引腳)。接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，接內(nèi)部反向放大器的輸出端，使用外部時鐘時，該引腳接地。 b) ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。 d) EA/Upp: h EA為片外程序存儲器選擇輸入端。h P0口是一個 8位漏極開路的I/O口，當CPU以總線方式訪問片外存儲器時，P0口分時的輸出低8位地址，讀入指令和輸入/輸出數(shù)據(jù)，此時PO口可以驅(qū)動8個LS型TTL負載。T2()：定時器/計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入和時鐘輸出。作為一般I/O口使用時，為準雙向I/O口，可以驅(qū)動4個LS型TTL負載。表1 P3口各引腳第二功能定義引腳第二功能RXD：串行口輸入端TXD：串行口輸出端：外部中斷0請求輸入端，低電平有效：外部中斷1請求輸入端，低電平有效T0：定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端T1：定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端,低電平有效：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效(4) 時鐘電路 單片機時鐘電路如圖4所示。振蕩周期/時鐘周期：Tc=晶振頻率fosc的倒數(shù)。圖4 時鐘電路(5) 復(fù)位電路單片機復(fù)位電路如圖5所示。該系統(tǒng)主要有兩個部分組成：一是遙控器部分，其功能為：單片機掃描遙控器上的6個按鍵（啟動/停止，打開，關(guān)閉，速度減小，速度增加和自動），當某個按鍵按下后，單片機便通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射該按鍵的編碼。本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能不是很多，所以控制按鍵采用44的矩陣鍵盤即可達到要求，另外發(fā)射過程中單片機輸出端產(chǎn)生的脈沖信號為38KHz，所以采用一個12M晶體振蕩器即可發(fā)出滿足要求的頻率。圖9紅外發(fā)射電路圖根據(jù)紅外發(fā)射管本身的物理特性，必須要有載波信號與即將發(fā)射的信號相“與”，然后將相“與”后的信號送給發(fā)射管，才能進行紅外信號的發(fā)射與傳送，而在頻率為38KHz的載波信號下，發(fā)射管的性能最好，發(fā)射距離最遠，所以在硬件設(shè)計上，本設(shè)計利用單片機產(chǎn)生38KHz載波信號，與發(fā)射信號進行邏輯“與”運算后，通過三極管的功率驅(qū)動到紅外發(fā)光二極管上[6]。紅外信號調(diào)制過程如圖10所示。它能與TTL、COMS 電路兼容。三個管腳分別是GND、＋5V 電源、OUT(解調(diào)信號輸出端)，紅外接收頭電路如圖12所示。1602液晶每行可顯示16個字符，一共可以顯示兩行。（1）引腳功能說明LCD1602采用標準的14腳（無背光）和16腳（有背光）接口，各接口信號說明如表2所示。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第16腳：背光源負極。（數(shù)據(jù)/命令選擇端），（讀寫/選擇端），（使能信號）。光敏電阻對環(huán)境光線非常敏感，在黑暗的環(huán)境下，它的阻值很高，當受到光照并且光輻射能量足夠大時，電阻變小。電壓比較器（LM393）是集成運放非線性應(yīng)用電路，它將一個模擬量電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生越變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。通過單片機來檢測DO端口高低電平，以此來判斷光線的強度，當環(huán)境光線亮度達不到設(shè)定閾值時，DO端輸出低電平（光線較暗）步進電機正轉(zhuǎn)，當外界環(huán)境光線亮度超過設(shè)定閾值時，DO端輸出高電平（光線較亮）步進電機反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)窗簾的打開和關(guān)閉?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。所以要加一個ULN2003芯片（步進電機驅(qū)動芯片）來放大電流使之能夠驅(qū)動步進電機工作?？梢灾苯犹幚碓刃枰獦藴蔬壿嬀彌_器來處理的數(shù)據(jù)。圖16 步進電機驅(qū)動電路當對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。紅色電線接電源+5V。反轉(zhuǎn)相序表uchar code REV[8]= {0xf9, 0xf8, 0xfc, 0xf4, 0xf6, 0xf2, 0xf3, 0xf1}。當窗簾完全打開或完全關(guān)閉時，位置傳感器便產(chǎn)生有效信號并送給單片機，通過程序使步進電機停轉(zhuǎn)，窗簾停止運動，防止在窗簾完全打開（關(guān)閉）時步進電機繼續(xù)運行損壞窗簾。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分主要有紅外編碼程序、紅外解碼程序、LCD1602顯示程序、步進電機控制程序這幾大類。圖19 0和1編碼圖當遙控器的按鍵被按下后，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，遙控編碼脈沖信號有前導(dǎo)碼，16位地址碼（8位地址碼，8位地址的反碼）和16位操作碼(8位操作碼，8位操作碼的反碼)組成。開始時發(fā)射一個特定的同步碼，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)[13]。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制“0”和“1”個數(shù)的不同而不同，大約在45ms至63ms之間。否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?）/2=，根據(jù)紅外編碼的格式，[14]。圖22 二進制信號的解調(diào) （D）紅外發(fā)射頭發(fā)射的波形 （E）紅外接收頭解調(diào)后輸出的波形 紅外遙控器模塊程序設(shè)計紅外遙控器主程序流程圖如圖23所示。平時按鍵的二個觸點處于斷開狀態(tài)，當鍵按下時才閉合。如果沒有鍵按下，單片機不執(zhí)行任何操作，繼續(xù)處于等待狀態(tài)，如果有鍵按下時，首先判斷按下的是哪一個鍵，若為啟動鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)送啟動鍵編碼0x00H，若為正轉(zhuǎn)鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)送正轉(zhuǎn)鍵編碼0x01H，若為反轉(zhuǎn)鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)射反轉(zhuǎn)鍵編碼0x02H，若為速度減小鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)射速度減小鍵編碼0x03H，若為速度增加鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)射速度增加鍵編碼0x11H，若為自動鍵則調(diào)用紅外發(fā)射子程序發(fā)射自動鍵編碼0x12H。首先初始化程序，然后調(diào)用鍵掃描處理子程序，再判斷處理是否有鍵按下，若有控制鍵按下則進行逐行掃描，按照P口值查找鍵號，最后按照鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。若接收到的數(shù)據(jù)為0x00H，則置TEMP=0x00H，系統(tǒng)啟動；若接收到的數(shù)據(jù)為0x01H，則置TEMP=0x01H，窗簾打開；若接收到的數(shù)據(jù)為0x02H，則置TEMP=0x02H，窗簾關(guān)閉；若接收到的數(shù)據(jù)為0x03H，則置TEMP=0x03H，速度減??；若接收到的數(shù)據(jù)為0x11H，則置TEMP=0x11H，速度增加；若接收到的數(shù)據(jù)為0x12H，則置TEMP=0x12H，進入自動模式。信號解碼執(zhí)行子程序主要負責解碼和執(zhí)行解碼信號。讀數(shù)據(jù)：輸入:RS=H，R/W=H，E=H；輸出：D0—D7=數(shù)據(jù)。LCD1602主程序流程圖如圖30所示。系統(tǒng)LCD顯示子程序流程圖如圖31所示。步驟二：打開Proteus仿真軟件。圖32 調(diào)試紅外控制步進電機程序由于本設(shè)計采用的是紅外遙控信號，不能直接利用Proteus仿真軟件進行仿真，所以在沒有遙控器的情況下只能利用按鍵代替遙控信號進行硬件調(diào)試，其方法為利用步進電機的實例程序，用6個按鍵代替遙控器的紅外信號控制步進電機的啟動/停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、減速、加速和自動六個功能，并且用LCD1602液晶屏顯示出來，利用按鍵的硬件調(diào)試原理圖如圖33所示。圖35 遙控器調(diào)試實物圖由于本設(shè)計中涉及到“自動模式”，因此在自動模式中采用了一個光敏電阻模塊，其功能為在光照強度大的時候窗簾關(guān)閉，在光線較暗的時候窗簾打開，從而實現(xiàn)根據(jù)自然光強度的變化可以自動控制窗簾的打開程度，使房間的光線強度在一定程度上保持穩(wěn)定。實驗證明光敏電阻模塊和位置開關(guān)均可實現(xiàn)所要的功能，光敏模塊和位置傳感器實物調(diào)試過程如圖36所示。結(jié)束語到此為止，紅外窗簾控制器的軟硬件設(shè)計已經(jīng)基本完成。更進一步鍛煉了我的動手能力，使我對以前所學(xué)知識進行了一次全面而系統(tǒng)的鞏固，讓我更深層次的了解了單片機的工作原理以及使用方法?？傊?jīng)過堅持不懈的努力和大家的幫助，通過實驗證明本系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)紅外窗簾控制器的基本功能。附錄致謝經(jīng)過長達三個月的畢業(yè)設(shè)計，我的課題基于單片機的紅外窗簾控制器設(shè)計已經(jīng)順利的完成。同時我還要感謝電子與電氣工程學(xué)院所有幫助過我的老師和同學(xué)，本設(shè)計的順利完成與他們的關(guān)心和幫助是分不